高強度テラヘルツ磁場を用いた高速磁性相転移ダイナミクスの研究

利用高强度太赫兹磁场研究快速磁相变动力学

基本信息

批准号：
16K17726
负责人：
向井佑
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題の目的は、テラヘルツ(THz=10^12 Hz)帯域の高周波磁気応答を示す反強磁性スピン系において、THzパルス磁場によるコヒーレント磁化駆動を行い、磁性相転移に至る極端非平衡状態でのスピンダイナミクスを解明することにある。平成28年度は、磁性鉄酸化物における磁化運動の非線形性特性の定量的評価を行うとともに、新たに高強度広帯域テラヘルツパルス光源を開発した。ホルミウムフェライトにおける擬反強磁性モード(共鳴周波数0.6 THz) を、微小共振器により増強したTHz磁場で駆動し、これに伴う磁化変化を時間分解MOKEで測定した。この結果、大振幅励起時には共鳴周波数のシフトとともに、高い減衰レートの増加を示すことが明らかになった。この結果を踏まえ、より高周波帯に位置する磁気モード励起による高効率磁化駆動を行うため、10 THz中心の高強度THzパルス光源を開発した。波長1.6 umのOPCPA近赤外パルス光源と、高い非線形光学係数を持つDAST有機結晶を組み合わせることで、パルス幅 ~100 fs、電場尖頭値2 MV/cmに達する高強度広帯域テラヘルツパルスの発生に成功した。本研究で確立したTHz光発生技術は、高い電場尖頭値に加え、従来の有機非線形結晶を用いたパルス光源に比べ、非常に広い帯域(1~30THz)をカバーしており、瞬間的な電磁場印加により発現する新奇非線形物理の研究に資するものと期待できる。

该项目的目的是在反铁磁自旋系统中使用太赫兹脉冲磁场进行相干磁化驱动，该系统在太赫兹（THz=10^12 Hz）频段表现出高频磁响应，并研究极端非磁化驱动。导致磁相变的平衡状态，目的是阐明自旋动力学。 2016财年，我们定量评估了磁性氧化铁磁化运动的非线性特性，并开发了新型高强度宽带太赫兹脉冲光源。钬铁氧体中的准反铁磁模式（谐振频率 0.6 THz）由微谐振器增强的太赫兹磁场驱动，并使用时间分辨 MOKE 测量相关的磁化强度变化。结果表明，在大振幅激励下，共振频率发生变化，衰减率增加。基于这一结果，我们开发了一种以 10 THz 为中心的高强度太赫兹脉冲光源，以便通过激发位于较高频段的磁模式来驱动高效磁化。通过将波长为1.6 um的OPCPA近红外脉冲光源与具有高非线性光学系数的DAST有机晶体相结合，可以产生脉宽~100 fs、峰值的高强度宽带太赫兹脉冲2 MV/cm 的电场成功了。与使用有机非线性晶体的传统脉冲光源相比，本研究建立的太赫兹光产生技术不仅具有高电场峰值，而且覆盖范围极宽（1~30THz）。研究电磁场应用中出现的新型非线性物理。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ケルン大学(ドイツ)

科隆大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

近赤外OPCPA超短パルス光源を用いた広帯域テラヘルツ波発生

使用近红外 OPCPA 超短脉冲光源产生宽带太赫兹波

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroyuki Tajima;Pieter van Wyk;Ryo Hanai;Daichi Kagamihara;Daisuke Inotani;Munekazu Horikoshi;and Yoji Ohashi;向井佑
通讯作者：
向井佑